(57)【要約】【課題】省エネルギー、大型化、高速応答性の要請に応え得るアクティブ振動制御装置を提供する。【解決手段】振動外乱Ｄが作用する質量体Ｍと設置部Ｌとの間に介在し、質量体Ｍを支持する空気ばね１１を用いたアクティブ振動制御装置１において、空気ばね１１内の圧力を調整する電空変換制御弁として非接触直動型スプール弁１２を用いた。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動外乱が作用する質量体と設置部との間に介在し、上記質量体を支持する空気ばねと、
上記空気ばねと圧縮空気源との間に介在し、上記空気ばね内を上記圧縮空気源或いは大気に連通させ、或いはこの両者とは遮断する電空変換制御弁と、
上記質量体の振動状態を検出する振動センサと、
上記質量体の上記設置部からの変位状態を検出する変位センサと、
上記振動センサから検出された振動状態を示す信号を受け、この振動を打消す圧力変動を上記空気ばね内に生じさせるように上記電空変換制御弁を作動させる振動制御用駆動信号を生成する振動制御部、及び予め入力された上記質量体の目標位置と上記変位センサからの信号が示す変位状態との差を打消す圧力変動を上記空気ばね内に生じさせるように上記電空変換制御弁を作動させる位置制御用駆動信号を生成する位置制御部を有し、この両制御部で生成された信号を加算して得られた駆動信号を上記電空変換制御弁に入力し、上記質量体の変位及び振動を抑制させる演算制御器とを備えたアクティブ振動制御装置において、
上記電空変換制御弁が、上記空気ばね内に通じる負荷ポート、上記圧縮空気源に通じる供給ポート、及び大気に開口した排気ポートを有するハウジングと、上記供給ポートからの圧縮空気を導き、通過させることにより静圧軸受が外周のランド部に穿設された複数の弁体を有し、ハウジング内に非接触で進退可能に設けられたスプールであって、上記演算制御部からの入力信号に対応して上記ハウジング内での直進駆動力を生じる駆動部が一端部に設けられたスプールとを備えたスプール弁であることを特徴とするアクティブ振動制御装置。
【請求項２】
質量体と振動外乱が作用する設置部との間に介在し、上記質量体を支持する空気ばねと、
上記空気ばねと圧縮空気源との間に介在し、上記空気ばね内を上記圧縮空気源或いは大気に連通させ、或いはこの両者とは遮断する電空変換制御弁と、
上記設置部の振動状態を検出する振動センサと、
上記質量体の上記設置部からの変位状態を検出する変位センサと、
上記振動センサから検出された振動状態を示す信号を受け、この振動を打消す圧力変動を上記空気ばね内に生じさせるように上記電空変換制御弁を作動させる振動制御用駆動信号を生成する振動制御部、及び予め入力された上記質量体の目標位置と上記変位センサからの信号が示す変位状態との差を打消す圧力変動を上記空気ばね内に生じさせるように上記電空変換制御弁を作動させる位置制御用駆動信号を生成する位置制御部を有し、この両制御部で生成された信号を加算して得られた駆動信号を上記電空変換制御弁に入力し、上記設置部の変位及び振動を抑制させる演算制御器とを備えたアクティブ振動制御装置において、
上記電空変換制御弁が、上記空気ばね内に通じる負荷ポート、上記圧縮空気源に通じる供給ポート、及び大気に開口した排気ポートを有するハウジングと、上記供給ポートからの圧縮空気を導き、通過させることにより静圧軸受が外周のランド部に穿設された複数の弁体を有し、ハウジング内に非接触で進退可能に設けられたスプールであって、上記演算制御部からの入力信号に対応して上記ハウジング内での直進駆動力を生じる駆動部が一端部に設けられたスプールとを備えたスプール弁であることを特徴とするアクティブ振動制御装置。
【請求項３】
振動外乱が作用する質量体と設置部との間に介在し、上記質量体を支持する空気ばねと、
上記空気ばねと圧縮空気源との間に介在し、上記空気ばね内を上記圧縮空気源或いは大気に連通させ、或いはこの両者とは遮断する電空変換制御弁と、
上記空気ばね内の圧力を検出する圧力センサと、
上記圧力センサから検出圧力を示す信号を受け、予め入力された設定圧力と上記検出圧力との差を打消す圧力変動を上記空気ばね内に生じさせるように上記電空変換制御弁を作動させる圧力制御用駆動信号を生成する圧力制御部を有し、この圧力制御用駆動信号を上記電空変換制御弁に入力し、上記空気ばね内の圧力振動を抑制させる演算制御器とを備えたアクティブ振動制御装置において、
上記電空変換制御弁が、上記空気ばね内に通じる負荷ポート、上記圧縮空気源に通じる供給ポート、及び大気に開口した排気ポートを有するハウジングと、上記供給ポートからの圧縮空気を導き、通過させることにより静圧軸受が外周のランド部に穿設された複数の弁体を有し、ハウジング内に非接触で進退可能に設けられたスプールであって、上記演算制御部からの入力信号に対応して上記ハウジング内での直進駆動力を生じる駆動部が一端部に設けられたスプールとを備えたスプール弁であることを特徴とするアクティブ振動制御装置。
【請求項４】
上記スプール弁が、上記スプールの両端部に、このスプールに対して互いに対向する力を作用させる弾性手段を配設して形成されたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のアクティブ振動制御装置。
【請求項５】
上記スプール弁が、上記スプールの変位状態を検出するスプール用変位センサを備え、このスプール用変位センサによる検出変位量を示す変位量信号を上記演算制御器に入力し、この変位量信号に基づき上記演算制御器により上記スプールを所望の位置にする位置決め制御がなされることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のアクティブ振動制御装置。
【請求項６】
上記スプール弁が、上記スプールの速度を検出する速度センサを備え、この速度センサによる検出速度を示す速度信号を上記演算制御器に入力し、この速度信号に基づき上記演算制御器により、上記スプールにその直動に対するダンパー作用を加える制御がなされることを特徴とする請求項４に記載のアクティブ振動制御装置。
【請求項７】
上記駆動部が、ボイスコイルモータであることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のアクティブ振動制御装置。
【請求項８】
質量体とこの下方の設置部との間の３箇所に１台ずつ介在させた３台の請求項１に記載のアクティブ振動制御装置と、上記質量体とこの下方の上記設置部との間の少なくとも１箇所に介在させた少なくとも１台の請求項３に記載のアクティブ振動制御装置とからなることを特徴とするアクティブ振動制御システム。
【請求項９】
質量体とこの側方の設置部との間の３箇所に１台ずつ、支持方向をそれぞれ異ならせて介在させた３台の請求項１に記載のアクティブ振動制御装置と、質量体とこの側方の設置部との間の上記３箇所とは異なる少なくとも１箇所に、支持方向を上記３台とは異ならせて介在させて少なくとも１台の請求項３に記載のアクティブ振動制御装置とからなり、４台の上記アクティブ振動制御装置は上記質量体に同一平面内にて力を作用させ、その合力は零で、かつ、これらの力により上記質量体に生じるモーメントも零であることを特徴とするアクティブ振動制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気ばねを用いたアクティブ振動制御装置及びシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、微振動制御用のアクティブ振動制御装置では、電空変換制御弁であるノズルフラッパー型サーボ弁による空気ばね内の空気圧制御が行われてきた（例えば、特許文献１参照。）。
質量体を空気ばねにより浮上させて、この空気ばね内の空気圧を制御することにより振動制御を行うことができ、アクチュエータとしてこの空気ばねを用いた振動制御装置は他のアクチュエータを用いたものに比べて制御性能に優れ、コンパクトになるという長所を有している。また、空気圧制御用として、空気流路をオン／オフするだけの電磁弁では優れた振動制御特性が得られないため、高速動作に優れたノズルフラッパー型サーボ弁が用いられてきた。
【特許文献１】特許第２８５７１５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述した従来のアクティブ振動制御装置では、ノズルフラッパー型サーボ弁が用いられており、このノズルフラッパー型サーボ弁に関しては、その構造上、常時、圧縮空気を放出した状態で使用せざるを得ず、その放出量は弁の口径に比例する。このように、このノズルフラッパー型サーボ弁は、エネルギーを放出し続ける構造を有し、エネルギー効率の面で無駄が大きく、この無駄を小さくしようとすれば、弁の口径を小さくせざるを得ない。この弁の口径を小さくすれば、省エネルギーの要請に応えることはできても、圧縮空気の流量は絞られ、空気ばねの最大出力も低下してしまい、空気ばねを大ストロークのものにしたり、大きな負荷に耐え得るようにすることができないという問題が生じる。
【０００４】
本発明は、斯かる従来の問題をなくすことを課題としてなされたもので、省エネルギー、大型化、高速応答性の要請に応え得るアクティブ振動制御装置及びアクティブ振動制御システムを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本願第１発明は、振動外乱が作用する質量体と設置部との間に介在し、上記質量体を支持する空気ばねと、上記空気ばねと圧縮空気源との間に介在し、上記空気ばね内を上記圧縮空気源或いは大気に連通させ、或いはこの両者とは遮断する電空変換制御弁と、上記質量体の振動状態を検出する振動センサと、上記質量体の上記設置部からの変位状態を検出する変位センサと、上記振動センサから検出された振動状態を示す信号を受け、この振動を打消す圧力変動を上記空気ばね内に生じさせるように上記電空変換制御弁を作動させる振動制御用駆動信号を生成する振動制御部、及び予め入力された上記質量体の目標位置と上記変位センサからの信号が示す変位状態との差を打消す圧力変動を上記空気ばね内に生じさせるように上記電空変換制御弁を作動させる位置制御用駆動信号を生成する位置制御部を有し、この両制御部で生成された信号を加算して得られた駆動信号を上記電空変換制御弁に入力し、上記質量体の変位及び振動を抑制させる演算制御器とを備えたアクティブ振動制御装置において、上記電空変換制御弁が、上記空気ばね内に通じる負荷ポート、上記圧縮空気源に通じる供給ポート、及び大気に開口した排気ポートを有するハウジングと、上記供給ポートからの圧縮空気を導き、通過させることにより静圧軸受が外周のランド部に穿設された複数の弁体を有し、ハウジング内に非接触で進退可能に設けられたスプールであって、上記演算制御部からの入力信号に対応して上記ハウジング内での直進駆動力を生じる駆動部が一端部に設けられたスプールとを備えたスプール弁である構成とした。
【０００６】
第２発明は、質量体と振動外乱が作用する設置部との間に介在し、上記質量体を支持する空気ばねと、上記空気ばねと圧縮空気源との間に介在し、上記空気ばね内を上記圧縮空気源或いは大気に連通させ、或いはこの両者とは遮断する電空変換制御弁と、上記設置部の振動状態を検出する振動センサと、上記質量体の上記設置部からの変位状態を検出する変位センサと、上記振動センサから検出された振動状態を示す信号を受け、この振動を打消す圧力変動を上記空気ばね内に生じさせるように上記電空変換制御弁を作動させる振動制御用駆動信号を生成する振動制御部、及び予め入力された上記質量体の目標位置と上記変位センサからの信号が示す変位状態との差を打消す圧力変動を上記空気ばね内に生じさせるように上記電空変換制御弁を作動させる位置制御用駆動信号を生成する位置制御部を有し、この両制御部で生成された信号を加算して得られた駆動信号を上記電空変換制御弁に入力し、上記設置部の変位及び振動を抑制させる演算制御器とを備えたアクティブ振動制御装置において、上記電空変換制御弁が、上記空気ばね内に通じる負荷ポート、上記圧縮空気源に通じる供給ポート、及び大気に開口した排気ポートを有するハウジングと、上記供給ポートからの圧縮空気を導き、通過させることにより静圧軸受が外周のランド部に穿設された複数の弁体を有し、ハウジング内に非接触で進退可能に設けられたスプールであって、上記演算制御部からの入力信号に対応して上記ハウジング内での直進駆動力を生じる駆動部が一端部に設けられたスプールとを備えたスプール弁である構成とした。
【０００７】
第３発明は、振動外乱が作用する質量体と設置部との間に介在し、上記質量体を支持する空気ばねと、上記空気ばねと圧縮空気源との間に介在し、上記空気ばね内を上記圧縮空気源或いは大気に連通させ、或いはこの両者とは遮断する電空変換制御弁と、上記空気ばね内の圧力を検出する圧力センサと、上記圧力センサから検出圧力を示す信号を受け、予め入力された設定圧力と上記検出圧力との差を打消す圧力変動を上記空気ばね内に生じさせるように上記電空変換制御弁を作動させる圧力制御用駆動信号を生成する圧力制御部を有し、この圧力制御部で生成された信号から得られた駆動信号を上記電空変換制御弁に入力し、上記空気ばね内の圧力振動を抑制させる演算制御器とを備えたアクティブ振動制御装置において、上記電空変換制御弁が、上記空気ばね内に通じる負荷ポート、上記圧縮空気源に通じる供給ポート、及び大気に開口した排気ポートを有するハウジングと、上記供給ポートからの圧縮空気を導き、通過させることにより静圧軸受が外周のランド部に穿設された複数の弁体を有し、ハウジング内に非接触で進退可能に設けられたスプールであって、上記演算制御部からの入力信号に対応して上記ハウジング内での直進駆動力を生じる駆動部が一端部に設けられたスプールとを備えたスプール弁である構成とした。
【０００８】
第４発明は、第１から第３発明のいずれかの構成に加えて、上記スプール弁が、上記スプールの両端部に、このスプールに対して互いに対向する力を作用させる弾性手段を配設して形成された構成とした。
【０００９】
第５発明は、第１から第３発明のいずれかの構成に加えて、上記スプール弁が、上記スプールの変位状態を検出するスプール用変位センサを備え、このスプール用変位センサによる検出変位量を示す変位量信号を上記演算制御器に入力し、この変位量信号に基づき上記演算制御器により上記スプールを所望の位置にする位置決め制御がなされる構成とした。
【００１０】
第６発明は、第４発明の構成に加えて、上記スプール弁が、上記スプールの速度を検出する速度センサを備え、この速度センサによる検出速度を示す速度信号を上記演算制御器に入力し、この速度信号に基づき上記演算制御器により、上記スプールにその直動に対するダンパー作用を加える制御がなされる構成とした。
【００１１】
第７発明は、第１から第６発明のいずれかの構成に加えて、上記駆動部が、ボイスコイルモータである構成とした。
【００１２】
第８発明は、質量体とこの下方の設置部との間の３箇所に１台ずつ介在させた３台の第１発明に係る上記アクティブ振動制御装置と、上記質量体とこの下方の上記設置部との間の少なくとも１箇所に介在させた少なくとも１台の第３発明に係る上記アクティブ振動制御装置とからなる構成とした。
【００１３】
第９発明は、  質量体とこの側方の設置部との間の３箇所に１台ずつ、支持方向をそれぞれ異ならせて介在させた３台の請求項１に記載のアクティブ振動制御装置と、質量体とこの側方の設置部との間の上記３箇所とは異なる少なくとも１箇所に、支持方向を上記３台とは異ならせて介在させて少なくとも１台の請求項３に記載のアクティブ振動制御装置とからなり、４台の上記アクティブ振動制御装置は上記質量体に同一平面内にて力を作用させ、その合力は零で、かつ、これらの力により上記質量体に生じるモーメントも零である構成とした。
【発明の効果】
【００１４】
第１から第６発明に係るアクティブ振動制御装置によれば、圧縮空気の無用な消費はなくなり省エネルギーが可能となり、圧縮空気の流量を制限する必要がなくなり、空気ばねを大ストロークにし、大きな負荷に耐え得るものにでき、空気ばね内の圧力を迅速かつ正確に所望値にすることができ、大型化、高速応答性、省エネルギーの要請に応えることができるという効果を奏する。
【００１５】
なかでも、第５発明によれば、上記スプールを所望の位置に迅速、かつ正確に変位させることができ、また第６発明によれば、上記スプールの直動時におけるオーバーシュートのような無駄な動きをなくすことができ、制御特性をより向上させることが可能となるという効果を奏する。
【００１６】
第７及び８発明によれば、質量体が大きい場合にも、上記本発明を適用でき、上述したのと同様の効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。
図１は本発明に係るアクティブ振動制御装置１を示し、このアクティブ振動制御装置１には、アクチュエータとして空気ばね１１が設けられている。
空気ばね１１は、振動外乱Ｄが作用する質量体Ｍと設置部Ｌとの間に介在し、質量体Ｍを支持しており、電空変換制御弁であるスプール弁１２を介して圧縮空気源１３に接続されている。
【００１８】
スプール弁１２は、図２に示すように、空気ばね１１内に通じる負荷ポートＬＰ、圧縮空気源１３に通じる供給ポートＳＰ、及び大気に開口した排気ポートＥＰを有するハウジング１４と、ハウジング１４内に収容されたスプール１５とからなっている。このスプール１５は三つの鍔状の弁体１６，１７及び１８を有し、その両端部はばね２１、２２からの互いに対向する方向の力により軸方向に付勢され、他の力が作用していない状態下で、定位置に保持されるようになっている。また、スプール１５の一端部には駆動部２３が設けられている。この駆動部２３は、リニアモータの一例としてボイスコイルモータを用いたもので、スプール１５の筒状端部の外周に配設されたコイル部２４と、このコイル部２４を取巻くハウジング１４側の永久磁石２５とからなっている。そして、コイル部２４に電流を流すことにより駆動部２３からスプール１５に直進駆動力が作用し、この電流の方向を変えて、スプール１５をその軸方向に進退させることにより、スプール弁１２が負荷ポートＬＰを閉じた状態、排気ポートＥＰを閉じ、負荷ポートＬＰと供給ポートＳＰとを連通させた状態、供給ポートＳＰを閉じ、負荷ポートＬＰと排気ポートＥＰとを連通させた状態のいずれかになり得るようになっている。
【００１９】
さらに、弁体１６の外周のランド部１６Ｌには、弁体１６のばね２１側の端面に達しない長溝からなる表面絞り２６が穿設されている。この表面絞り２６は、弁体１６の弁体１７に面した端面側から上記長溝内に流入した圧縮空気を上記ばね２１側に通過させることにより静圧軸受を形成するものである。また、弁体１８の外周のランド部１８Ｌには、弁体１８のばね２２側の端面に達しない長溝からなる表面絞り２７が穿設されている。この表面絞り２７は、一端が弁体１６と弁体１７との間の空間に連通し、他端が弁体１８の外周に形成した溝部２８に連通する貫通孔２９を介して、弁体１７側から弁体１８の上記長溝内に流入した圧縮空気を上記ばね２２側に通過させることにより静圧軸受を形成するものである。なお、図示するスプール１５の場合、貫通孔２９の弁体１６と弁体１７との間の空間への開口部、及び溝部２８への開口部は、それぞれ複数形成されている。そして、静圧軸受を形成する表面絞り２６及び２７によりスプール１５はハウジング１４内において、非接触で直動可能となっている。
【００２０】
上述した表面絞り２６及び２７に代えて、スプール１５の一方の軸端部から圧縮空気を導入する圧縮空気流路をスプール１５の軸部に穿設し、さらにこの圧縮空気流路からスプール１５の弁体１６及び１８のそれぞれの外周面に開口した細孔をそれぞれに穿設し、この圧縮空気流路及び細孔を介して弁体内から弁体の外周部に圧縮空気を流出させることにより静圧軸受を形成することもできる。しかしながら、このような構造の場合、静圧軸受を形成するためだけに、圧縮空気供給のための流路を弁の外部に設けなければならないだけでなく、圧縮空気を導入する側におけるスプール端部の支持構造が複雑になり、これがスプールの迅速な動作の妨げとなるおそれがある。また、上記細孔は目詰まりを起こし易く、目詰まりを起こす前にも、その内径が変化するのは避けられず、これにより静圧軸受により支持力のバランスが崩れ、軸受としての信頼性が乏しいという問題がある。本発明におけるスプール弁１２は、上述した表面絞り２６及び２７を採用しているため、静圧軸受を形成するためだけの圧縮空気流路を弁の外部に設ける必要はなく、上述した問題を生じることもない。
【００２１】
質量体Ｍの振動状態は振動センサ３１により検出され、検出された振動状態を示す信号は演算制御器３２内の図示しない振動制御部に入力される。また、質量体Ｍの設置部Ｌからの変位状態は変位センサ３３により検出され、検出された変位状態を示す信号は演算制御器３２内の予め目標位置が入力された図示しない位置制御部に入力される。演算制御器３２では、上記振動制御部において、振動センサ３１からの信号が示す振動を打消す圧力変動を空気ばね１１内に生じさせるようにスプール弁１２を作動させる振動制御用駆動信号が生成され、上記位置制御部において上記目標位置と変位センサ３３からの信号が示す変位状態との差を打消す圧力変動を空気ばね１１内に生じさせるようにスプール弁１２を作動させる位置制御用駆動信号が生成される。そして、上記振動制御用駆動信号と上記位置制御用駆動信号とが加算されて得られた駆動信号がスプール弁１２に入力される。さらに詳しくは、この駆動信号がスプール弁１２のコイル部２４に入力され、スプール１５がその軸方向に進退し、これにより質量体Ｍの変位、及び振動が抑制される。
【００２２】
このように、アクティブ振動制御装置１では、電空変換制御弁として、静圧軸受を形成することにより非接触で直動可能なスプール１５を備えたスプール弁１２を用い、しかもこの静圧軸受は弁体１６及び１８の外周のランド部１６Ｌ及び１８Ｌに穿設された表面絞り２６及び２７により供給ポートＳＰからの圧縮空気だけで形成され、単純かつ目詰まり等の不具合が生じ難い構造となっている。また、このスプール弁１２は、高速応答性にも優れるとともに、圧縮空気を放出した状態で使用されるノズルフラッパ型サーボ弁に比してより少ない量の圧縮空気で作動する故、大型化し易い。このため、アクティブ振動制御装置１についても、省エネルギー、大型化、高速応答性の要求に応えることが可能となる。
【００２３】
図３は本発明に係る別のアクティブ振動制御装置２を示し、図３において、図１に示すアクティブ振動制御装置１と互いに共通する部分については、同一番号を付して説明を省略する。
このアクティブ振動制御装置２では、空気ばね１１は、質量体Ｍと振動外乱Ｄが作用する設置部Ｌとの間に介在し、質量体Ｍを支持している。また、質量体Ｍの振動状態に代えて、設置部Ｌの振動状態が振動センサ３１により検出され、検出された振動状態を示す信号は演算制御器３２内の図示しない振動制御部に入力されるように形成されている。
【００２４】
演算制御器３２では、上記振動制御部において、振動センサ３１からの信号が示す振動を打消す圧力変動を空気ばね１１内に生じさせるようにスプール弁１２を作動させる振動制御用駆動信号が生成され、上記位置制御部において上記目標位置と変位センサ３３からの信号が示す変位状態との差を打消す圧力変動を空気ばね１１内に生じさせるようにスプール弁１２を作動させる位置制御用駆動信号が生成される。そして、上記振動制御用駆動信号と上記位置制御用駆動信号とが加算されて得られた駆動信号がスプール弁１２に入力される。さらに詳しくは、この駆動信号がスプール弁１２のコイル部２４に入力され、スプール１５がその軸方向に進退し、これにより設置部Ｌの変位、及び振動が抑制される。
【００２５】
図４は本発明に係るさらに別のアクティブ振動制御装置３を示し、図４において、図１に示すアクティブ振動制御装置１と互いに共通する部分については、同一番号を付して説明を省略する。
このアクティブ振動制御装置３では、空気ばね１１は、振動外乱Ｄが作用する質量体Ｍと設置部Ｌとの間に介在し、質量体Ｍを支持している。また、空気ばね１１には、空気ばね１１内の圧力を検出する圧力センサ３４が設けられ、圧力センサ３４から検出圧力を示す信号が演算制御器３２内の圧力制御部に入力される。
【００２６】
演算制御器３２では、上記圧力制御部において、予め入力された設定圧力と上記検出圧力との差を打消す圧力変動を空気ばね１１内に生じさせるようにスプール弁１２を作動させる圧力制御用駆動信号が生成され、この圧力制御用駆動信号がスプール弁１２に入力される。そして、これによりスプール１５がその軸方向に進退し、空気ばね１１内の圧力振動が抑制される結果、質量体Ｍの変位、及び振動が抑制される。
【００２７】
図５は、上述したアクティブ振動制御装置１〜３において、スプール弁１２に代えて使用される別のスプール弁１２Ａを示し、図３において図２と共通する部分については互いに同一番号が付してある。
このスプール弁１２Ａは、ばね２１及び２２に代えて、駆動部２３から離れたスプール１５の端部側に、スプール１５の変位状態を検出するスプール用変位センサ４１を設けて形成されている。そして、スプール用変位センサ４１による検出変位量を示す変位量信号を演算制御器３２に入力し、この変位量信号に基づき演算制御器３２によりスプール１５を所望の位置にする位置決め制御がなされ、スプール１５の位置決めが確実になされるようになっている。
【００２８】
図６は、上述したアクティブ振動制御装置１〜３において、スプール弁１２或いは１２Ａに代えて使用されるさらに別のスプール弁１２Ｂを示し、図４において図２と共通する部分については互いに同一番号が付してある。
このスプール弁１２Ｂは、駆動部２３から離れたスプール１５の端部側に、スプール１５の速度を検出する速度センサ４２を設けて形成されている。そして、速度センサ４２による検出速度を示す速度信号を演算制御器３２に入力し、この速度信号に基づき演算制御器３２により、スプール１５にその直動に対するダンパー作用を加える制御がなされるようになっている。
【００２９】
図７及び８は、質量体Ｍが大きい場合で、質量体Ｍを下方から支持する場合に適用されるアクティブ振動制御システム４を示し、このアクティブ振動制御システム４は、３箇所に１台ずつ配置されたアクティブ振動制御装置１と１箇所に１台だけ配置されたアクティブ振動制御装置３からなっている。
【００３０】
この場合、位置制御するアクティブ振動制御装置１の台数を増減することは質量体Ｍの安定した支持を阻害し、質量体Ｍを不安定にするため許されないが、圧力制御するアクティブ振動制御装置３の台数を２以上にしてもよい。
【００３１】
図９は、質量体Ｍが大きい場合で、質量体Ｍを側方から支持する場合に適用されるアクティブ振動制御システム５を示し、質量体Ｍと設置部Ｌとの間の３箇所に１台ずつ、支持方向をそれぞれ異ならせて介在させた３台のアクティブ振動制御装置１と、質量体Ｍと設置部Ｌとの間の上記３箇所とは異なる１箇所に、支持方向を上記３台とは異ならせて介在させた１台のアクティブ振動制御装置３からなっている。また、このアクティブ振動制御システム５では、上述した４台のアクティブ振動制御装置１及び３は質量体Ｍに同一平面内にて力を作用させ、その合力は零で、かつ、これらの力により質量体Ｍに生じるモーメントも零となるように４台のアクティブ振動制御装置１及び３は配置されている。
【００３２】
この場合も、位置制御するアクティブ振動制御装置１の台数を増減することは質量体Ｍの安定した支持を阻害し、質量体Ｍを不安定にするため許されないが、圧力制御するアクティブ振動制御装置３の台数を２以上にしてもよく、その支持方向もそれぞれ異なる必要はない。
なお、図７〜９において、空気ばね１１以外の構成部分は図示するのを省略しているが、正確には、図１或いは３に示す構成のものが適用される。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明に係るアクティブ振動制御装置１〜３及びアクティブ振動制御システム４，５は、例えば、半導体、ナノテクノロジー、バイオサイエンス等の分野における精密機器の微振動制御若しくは上記分野における構造物の振動制御のための利用に適している。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係るアクティブ振動制御装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す装置におけるスプール弁の断面図である。
【図３】本発明に係る別のアクティブ振動制御装置の全体構成を示すブロック図である。
【図４】本発明に係るさらに別のアクティブ振動制御装置の全体構成を示すブロック図である。
【図５】図２に示すスプール弁に代えて本発明に係る装置に使用される別のスプール弁の断面図である。
【図６】図２に示すスプール弁に代えて本発明に係る装置に使用されるさらに別のスプール弁の断面図である。
【図７】本発明に係るアクティブ振動制御システムの概略を示す平面図である。
【図８】図７に示すアクティブ振動制御システムの概略を示す部分断面側面図である。
【図９】本発明に係る別のアクティブ振動制御システムの概略を示す部分断面平面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１〜３  アクティブ振動制御装置
４，５  アクティブ振動制御システム
１１  空気ばね
１２  スプール弁
１３  圧縮空気源
１４  ハウジング
１５  スプール
１６，１７，１８  弁体
１６Ｌ，１８Ｌ  ランド部
２１，２２  ばね
２３  駆動部
２４  コイル部
２５  永久磁石
２６，２７  表面絞り
２８  溝部
２９  貫通孔
３１  振動センサ
３２  演算制御器
３３  変位センサ
３４  圧力センサ
４１  スプール用変位センサ
４２  速度センサ
Ｄ  振動外乱
Ｌ  設置部
Ｍ  質量体
ＬＰ  負荷ポート
ＳＰ  供給ポート
ＥＰ  排気ポート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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